Wpływ wolframu, wanadu oraz chromu na właściwości wytwarzanych mechanicznie stopów na osnowie fazy gamma-TiAl

• Autorzy: Dymek S. , Wróbel M. , Blicharski M.

Warianty tytułu

EN

Influence of tungsten, vanadium and chromium on properties of gamma-TiAl-based alloys produced by mechanical alloying

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy wytworzono i badano stop o składzie chemicznym (% at.) TiAl45W5. Syntezę tego stopu przeprowadzono metodą mechanicznego stopowania mieszaniny proszków stopu TiAl oraz czystego wolframu. Proces stopowania wykonano w laboratoryjnym atritorze typu Szegvari w atmosferze argonu. Komorę roboczą młyna chłodzono ciekłym azotem lub wodą. Dokonano również porównania syntezy tego stopu z syntezą stopów TiAl45Cr5 i TiAl45V5 wytworzonych z czystych składników przy tych samych parametrach procesu. Stwierdzono, że proces syntezy z użyciem proszku stopowego TiAl oraz W zasadniczo różni się od procesu prowadzonego z udziałem czystych składników. W odróżnieniu od chromu i wanadu, wolfram w małym stopniu przechodzi do roztworu stałego, podczas mechanicznego stopowania materiałów na osnowie TiAl. Po procesie mechanicznego stopowania proszki konsolidowano przez prasowanie na gorąco. W stopie Ti45Al5W główną fazą dyspersyjną jest wolfram. W stopach Ti45Al5V oraz Ti45Al5Cr główną fazą dyspersyjną są tlenki aluminium. Twardość stopu zawierającego wolfram jest mniejsza niż stopów zawierających chrom lub wanad. Największą odporność na pękanie wykazał stop z wolframem. Dodatek Cr lub V pogarsza odporność na pękanie. Stopy z wanadem miały istotnie mniejszą wartość K(Ic) niż stop z chromem. Odporność na pękanie można poprawić zastępując prasowanie przez wyciskanie na gorąco. Mimo, że stop Ti45Al5W posiada największą gęstość (o ok. 11 % większa niż gęstość stopu Ti Al48), to i tak jest ona istotnie mniejsza od gęstości konkurencyjnych materiałów (nadstopy).

EN

An alloy with chemical composition of TiAl45W5 (% at.) was synthesized by mechanical alloying in a Szegvari-type attritor. The prealloyed TiAl and pure elemental W powders were used for the synthesis. The process was carried out in an argon atmosphere. The milling chamber was cooled during the process by liquid nitrogen or water. The synthesis process of this alloy was compared to the synthesis of formerly produced alloys TiAl45Cr5 and TiAl45V5 processed from elemental powders at the same conditions of milling. It was found that the synthesis carried out with the use of prealloyed powders substantially differed from synthesis of pure elemental powders. Unlike Cr or V the tungsten only slightly dissolved in TiAl. After the mechanical alloying process the powders were compacted by hot pressing. In the compacted TiAl45W5 alloy the dispersed phase was constituted mainly by tungsten while in TiAl45Cr5 and TiAl45V5 alloys the dispersed phase was identified as Al2O3 oxide particles. However, the hardness of the alloy strengthened by W particles was lower than the hardness of the two other alloys but exhibited the highest fracture toughness. The addition of Cr and V lower fracture toughness of the TiAl alloy. The effect of V was stronger in this respect. However, the fracture toughness could be increased by replacing the method of consolidation from hot pressing to hot extrusion. The TiAl45W alloy has greater density (about 11 % greater than that of TiAl alloy) but regardless of this fact its density is much lower than that of competitive materials (superalloys).

Słowa kluczowe

PL

wolfram; wanad; chrom; właściwości mechaniczne; stop; stopowanie mechaniczne; skład chemiczny

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2004
• Tom: R. XXV, nr 6
• Strony: 869--873
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Dymek S.

• Wydział Metalurgii i Inżynierii Materiałowej, Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie

autor

Wróbel M.

• Wydział Metalurgii i Inżynierii Materiałowej, Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie

autor

Blicharski M.

• Wydział Metalurgii i Inżynierii Materiałowej, Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie

Bibliografia

• [1J Dymek S., Wróbel M., Blicharski M.: Inżynieria Materiałowa, 24, 2003, 182-188
• [2] Kozubski R., Oramus P., Parliński K.. Jochym P.: dane niepublikowane
• [3] The Encyclopedia of Advanced Materials, t. l, ed. D. Bloor et al., Pergamon, Elsevier Sc. Ltd., 1994, str. 875
• [4] Deve H. E., Evans A. G., Shih O. S.: Acta Metali. Mater., 40, 1992, 1259
• [5] Deve H. E., Weber C. H.: Maloney, Mat. Sci. Eng., A153, 1992, 668